(57)【要約】【課題】長期保管等をしていた場合における始動時の誤噴射を防止することを目的とする。【解決手段】サプライポンプと、該サプライポンプより圧送される燃料を蓄えるコモンレールと、該コモンレールに接続され内部のニードル弁を開弁させてノズルより燃料を噴射するインジェクタと、前記コモンレール内の燃料の圧力を調整する調圧手段とを備え、前記ニードル弁は、ノズル室の燃料圧力Ｐ２が開弁圧力Ｐａになった際に開弁されて燃料噴射を行う構成とした燃料噴射装置であって、エンジン始動直後の所定時間Ｔ１は、コモンレール内の燃料圧力Ｐ３を規定燃料圧力Ｐｂよりも低く抑え、前記ノズル室内の燃料圧力Ｐ２をニードル弁の開弁圧力Ｐａよりも低く抑えることとする。【選択図】図１
2006083824.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
サプライポンプと、該サプライポンプより圧送される燃料を蓄えるコモンレールと、該コモンレールに接続され内部のニードル弁を開弁させてノズルより燃料を噴射するインジェクタと、前記コモンレール内の燃料の圧力を調整する調圧手段とを備え、前記ニードル弁は、ノズル室の燃料圧力が開弁圧力になった際に開弁されて燃料噴射を行う構成とした燃料噴射装置であって、前記調圧手段により、エンジン始動直後の所定時間は、コモンレール内の燃料圧力を規定燃料圧力よりも低く抑え、前記ノズル室内の燃料圧力をニードル弁の開弁圧力よりも低く抑えることとする、燃料噴射装置。
【請求項２】
前記調圧手段は、コモンレールに付設される可変啓開圧式の電磁弁仕組であり、ソレノイドに通電することにより電磁弁の啓開圧を下げる構成とするものであり、
前記電磁弁仕組は、コモンレールのドレンポートを塞ぐ弁体と、
該弁体と一体的に構成されるアーマチュアと、
前記弁体を前記ドレンポートが閉じられる方向へ付勢するスプリングと、
前記コントローラにて通電／非通電の制御がされ、通電時に、前記スプリングの付勢力に抗して前記アーマチュアを引き寄せるソレノイドとを具備する、ことを特徴とする請求項１に記載の燃料噴射装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、サプライポンプ、該サプライポンプより圧送される燃料を蓄えるコモンレール、該コモンレールに接続され内部のニードル弁を開弁させて噴口より燃料を噴射するインジェクタ、を備えてなる燃料噴射装置に関するものであり、特に、ノズル室内の燃料圧力を制御することにより、始動時における誤噴射を防止する技術に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、サプライポンプと、該サプライポンプより圧送される燃料を蓄えるコモンレールと、該コモンレールに接続される複数のインジェクタを備えてなる燃料噴射装置は公知となっている（例えば、特許文献１参照。）。
前記インジェクタには、図２に示すごとく構成されるものが公知となっている。
この構成では、燃料供給路３０に供給される高圧燃料は、オリフィス３２を介して制御室３１内に供給され、該高圧燃料の圧力によりコマンドピストン３３が下方に押圧され、ニードル弁３４にて噴口３５・３５が閉じられる。また、電磁弁４０が開かれ前記制御室３１内の燃料が低圧側へ逃がされると、コマンドピストン３３の上方への自由な移動が許容されるようになっている。
また、ニードル弁３４はスプリング３８によって下方へ付勢されており、該スプリング３８の付勢力によって、ニードル弁３４の開弁圧力が設定される。
また、ノズル室３６には、燃料供給路３０の高圧燃料が供給される。
そして、前記電磁弁４０が作動して制御室３１内の燃料が低圧側へ逃がされると、ノズル室３６内の燃料圧力がスプリング３８の付勢力に抗してニードル弁３４をリフトさせ、噴口３５・３５が開かれて燃料噴射が行われる。
【特許文献１】特開２００１−１０７８２２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
通常の場合（長期保管等をしていない場合）であって、電磁弁４０が作動されていないエンジンの始動時では、制御室３１に燃料が満たされているため、図４の（ａ）に示すごとく、制御室３１の燃料圧力Ｐ１、及びノズル室３６の燃料圧力Ｐ２は、コモンレール内の燃料圧力の上昇に伴って時間の経過とともに上昇する。従って、コマンドピストン３３が下方に押圧されて、ニードル弁３４は閉じたままであり、噴射は行われない。
そして、コモンレール内の圧力が所定の圧力以上になった状態において、電磁弁４０が作動されて制御室３１内の圧力が低下されると噴射が行われる。
【０００４】
しかし、長期保管等によりエンジンを始動する機会がなかったりすると、前記制御室３１内の燃料がなくなる（空になる）ことがある。
このような場合におけるエンジンの始動時では、図４（ｂ）に示すごとく、前記ノズル室３６の燃料圧力Ｐ２は、コモンレールの燃料圧力の上昇に伴って上昇する。
ところが、該制御室３１内へはオリフィス３２を介して燃料供給が行われるため、前記制御室３１内の燃料圧力Ｐ１は上昇するまでに時間がかかるのであった。
このため、ノズル室３６内の燃料圧力Ｐ２が開弁圧力Ｐａに到達すると、スプリング３８の付勢力に抗してニードル弁３４がリフトされ、電磁弁４０を作動させていないときにも誤噴射が行われるという問題があった。
そこで、本発明では、この誤噴射の発生を防止する技術を提案するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の解決しようとする課題は以上のごとくであり、次にこの課題を解決するための手段を説明する。
【０００６】
即ち、請求項１に記載のごとく、サプライポンプと、該サプライポンプより圧送される燃料を蓄えるコモンレールと、該コモンレールに接続され内部のニードル弁を開弁させてノズルより燃料を噴射するインジェクタと、前記コモンレール内の燃料の圧力を調整する調圧手段とを備え、前記ニードル弁は、ノズル室の燃料圧力が開弁圧力になった際に開弁されて燃料噴射を行う構成とした燃料噴射装置であって、前記調圧手段により、エンジン始動直後の所定時間は、コモンレール内の燃料圧力を規定燃料圧力よりも低く抑え、前記ノズル室内の燃料圧力をニードル弁の開弁圧力よりも低く抑えることとする。
【０００７】
また、請求項２に記載のごとく、前記調圧手段は、コモンレールに付設される可変啓開圧式の電磁弁仕組であり、ソレノイドに通電することにより電磁弁の啓開圧を下げる構成とするものであり、前記電磁弁仕組は、コモンレールのドレンポートを塞ぐ弁体と、該弁体と一体的に構成されるアーマチュアと、前記弁体を前記ドレンポートが閉じられる方向へ付勢するスプリングと、前記コントローラにて通電／非通電の制御がされ、通電時に、前記スプリングの付勢力に抗して前記アーマチュアを引き寄せるソレノイドとを具備することとする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明の効果として、以下に示すような効果を奏する。
【０００９】
即ち、請求項１に記載の発明では、前記ノズル室内の燃料圧力を、ニードル弁の開弁圧力よりも低く抑えることができ、燃料の誤噴射を防ぐことができる。
【００１０】
また、請求項２に記載の発明では、弁体を安全弁として機能させることができ、可変啓開圧式の電磁弁仕組の他に、別途安全弁を設ける必要を無くすことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
図１は、本発明にかかる燃料噴射装置の構成を示すものであり、サプライポンプ１、コモンレール２、インジェクタ３・３・・、及び、これらを制御するコントローラ４等を具備している。
サプライポンプ１とコモンレール２は、高圧管５により接続されており、サプライポンプ１からコモンレール２内へ燃料が圧送される。
また、コモンレール２と各インジェクタ３・３・・は、高圧側配管６・６・・・により接続されており、コモンレール２から各インジェクタ３・３・・へ燃料が供給される。
また、各インジェクタ３・３・・は、低圧側配管８を介して燃料系の低圧側（例えば、燃料タンク７）に接続されている。
【００１２】
また、インジェクタ３・３・・は、図２に示すごとく構成されている。
インジェクタボディ３ａ内には、コマンドピストン３３が上下摺動自在に設けられ、該コマンドピストン３３は、制御室３１内の燃料圧力により下方へ付勢される。また、該制御室３１内の燃料圧力は、電磁弁４０が開かれることにより低圧側配管８へドレンされ、これにより、前記コマンドピストン３３の下方への付勢が解除されるようになっている。
また、制御室３１には、コモンレール２から燃料供給路３０に供給された高圧燃料が、オリフィス３２を介して供給される。
【００１３】
また、インジェクタボディ３ａにおいて、コマンドピストン３３の下方には、ニードル弁３４が上下摺動自在に設けられている。該ニードル弁３４の上部には、前記コマンドピストン３３の下端が当接され、前記制御室３１内の燃料圧力によりコマンドピストン３３が下方へ付勢される状態では、該ニードル弁３４は下方へ移動して噴口３５・３５が閉じられる。
また、インジェクタボディ３ａにおいて、ニードル弁３４の摺動部にはノズル室３６が設けられており、該ノズル室３６へは、コモンレール２から燃料供給路３０に供給された高圧燃料が供給される。
また、インジェクタボディ３ａにおいて、ニードル弁３４の上方には止め輪１２が設けられており、該ニードル弁３４と止め輪１２の間にはスプリングが挟装される。ニードル弁３４は該スプリング３８にて下方に付勢されており、該スプリング３８の付勢力によってニードル弁３４の開弁圧力が設定されるものとしている。つまり、前記コマンドピストン３３によるニードル弁３４の下方への付勢が解除された状態において、該スプリング３８の付勢力よりも、ノズル室３６内の燃料圧力によるニードル弁３４を上昇させる力が大きくなることで、噴口３５・３５が開弁されることとなっている。
【００１４】
また、前記制御室３１の上方には、電磁弁４０が設けられている。
該電磁弁４０においては、ソレノイド４１が通電されることより、弁体４２がスプリング４３の付勢力に抗して上方に吸引される構成としている。この電磁弁４０の開閉の制御は、前記コントローラ４により行われる。
【００１５】
以上の構成により、コントローラ４の制御により電磁弁４０（弁体４２）が開かれると、前記制御室３１内の高圧燃料は、弁室４４を介して、低圧側配管８に排出され、制御室３１の圧力が下がる。これにより、コマンドピストン３３の上方への自由な移動が許容され、ニードル弁３４は、ノズル室３６内の燃料の圧力（開弁圧力）により、スプリング３８の付勢力に抗してリフトされる。これにより、噴口３５・３５が開かれて燃料噴射を行う。
また、コントローラ４の制御により電磁弁４０（弁体４２）が閉じられると、前記制御室３１内に高圧燃料の圧力が蓄圧され、該圧力によってコマンドピストン３３が下降される。これにより、ニードル弁３４が下方へ移動して噴口３５・３５が閉じられて燃料噴射が終了される。
【００１６】
以上の構成では、制御室３１内へは、オリフィス３２を介して燃料が供給されるため、長期保管等でエンジンを始動する機会がなく、制御室３１内の燃料が空となった場合においては、前記ノズル室３６側の圧力が制御室３１側の圧力よりも早期に上昇し、電磁弁４０が閉じている場合でも誤噴射が行われてしまう。
そこで、図３（ａ）（ｂ）に示すごとく、エンジン始動直後の所定時間Ｔ１は、ノズル室３６内の燃料圧力Ｐ２を開弁圧力Ｐａよりも低く抑えるべく、コモンレール２内の燃料圧力Ｐ３を低く抑えることにより、誤噴射を規制することとするものである。また、この所定時間Ｔ１に制御室３１の圧力を十分に上昇させることにより、電磁弁４０による噴射制御を可能な状態とするものである。
【００１７】
図１に、上記制御を行うための具体的な構成を示す。
コモンレール２には、コモンレール２内の燃料圧力Ｐ３を検出する圧力センサー２２を設け、コントローラ４により、コモンレール２内の燃料圧力Ｐ３をモニターする。
また、コントローラ４には、制御室３１内の燃料が空の状態における始動時において、ノズル室３６内の燃料圧力Ｐ２が開弁圧力Ｐａとなるときの、コモンレール２内の規定燃料圧力Ｐｂが記憶されている。
また、コントローラ４には、制御室３１内の燃料が空の状態における始動時において、制御室３１内に燃料が満たされ、制御室３１の燃料圧力Ｐ１を十分に上昇させるための所定時間Ｔ１が記憶されている。尚、「制御室３１の燃料圧力Ｐ１を十分に上昇させる」とは、「燃料圧力Ｐ１がニードル弁３４を下方に押し下げるために十分な圧力に設定される」ことをいうものである。また、所定時間Ｔ１は、「制御室３１の燃料圧力Ｐ１を十分に上昇させるために必要とされる時間」をいうものである。
また、コモンレール２には、コモンレール２内の燃料をドレンするための調圧手段５０が設けられ、所定時間Ｔ１、燃料圧力Ｐ３が前記規定燃料圧力Ｐｂよりも低くなるように、コモンレール２内の燃料がドレンされるようになっている。
これにより、コモンレール２内の圧力の上昇を規定燃料圧力Ｐｂよりも低く抑え、前記ノズル室３６内の燃料圧力Ｐ２をニードル弁３４の開弁圧力Ｐａに到達しないようにすることとしている。
【００１８】
以上のように、サプライポンプ１と、該サプライポンプ１より圧送される燃料を蓄えるコモンレール２と、該コモンレール２に接続され内部のニードル弁３４を開弁させて噴口３５・３５より燃料を噴射するインジェクタ３と、前記コモンレール内の燃料の圧力を調整する調圧手段５０とを備え、前記ニードル弁３４は、ノズル室３６の燃料圧力Ｐ２が開弁圧力Ｐａになった際に開弁されて燃料噴射を行う構成とした燃料噴射装置であって、エンジン始動直後の所定時間Ｔ１は、コモンレール内の燃料圧力Ｐ３を規定燃料圧力Ｐｂよりも低く抑え、前記ノズル室内の燃料圧力Ｐ２をニードル弁の開弁圧力Ｐａよりも低く抑えることとするものである。
【００１９】
また、図１に示すごとく、前記調圧手段５０は、コモンレール２に付設される可変啓開圧式の電磁弁仕組５１であり、電磁弁仕組５１内のソレノイド５５に通電することにより電磁弁（弁体５２）の啓開圧（設定圧力）を下げ、これにより、コモンレール２内の燃料を低圧回路５９（燃料タンク７）にドレンする構成とするものである。
前記電磁弁仕組５１は、コモンレール２のドレンポート２ａを塞ぐ弁体５２と、該弁体５２と一体的に構成されるアーマチュア５３と、前記弁体５２を前記ドレンポート２ａが閉じられる方向へ付勢するスプリング５４と、前記コントローラ４にて通電電流の制御がされ、通電時に、前記スプリング５４の付勢力に抗して前記アーマチュア５３を引き寄せるソレノイド５５とを具備し、これらをケース５６内に収容する構成とし、スプリング５４による力と、ソレノイド５５がアーマチュア５３を吸引する力の差により弁体５２の啓開圧が決まる構成としている。
【００２０】
以上のように構成し、始動時においては、図３（ａ）に示すごとく、コントローラ４は、所定時間Ｔ１の間、圧力センサー２２により燃料圧力Ｐ３をモニターし、該燃料圧力Ｐ３を規定燃料圧力Ｐｂよりも低い値に維持すべく、ソレノイド５５への通電電流を制御して、コモンレール２内の燃料の圧力設定を行う。
これにより、図３（ｂ）に示すごとく、前記ノズル室３６内の燃料圧力Ｐ２を、ニードル弁３４の開弁圧力Ｐａよりも低く抑えることができ、燃料の誤噴射を防ぐことができる。
【００２１】
前記所定時間Ｔ１の経過後は、コントローラ４は、ソレノイド５５への通電を停止させる。これにより、前記スプリング５４の付勢力によって、弁体５２がドレンポート２ａを閉じる。そして、燃料のドレンが規制され、コモンレール２内では燃料の蓄圧が行われる。
尚、所定時間Ｔ１や規定燃料圧力Ｐｂは、制御室３１・オリフィス３２の寸法、開弁圧力Ｐａ、サプライポンプ１、コモンレール２の容量、高圧側配管６の長さ・内径等により設定されるものである。
【００２２】
また、上記の電磁弁仕組５１のスプリング５４のバネ力は、コモンレール２内の燃料圧力が許容値まで上昇した際に、前記弁体５２が前記ドレンポート２ａを開く値に設定されるものであり、これにより、該弁体５２を安全弁として機能させることができる。
そして、以上の構成によれば、電磁弁仕組５１の他に、別途安全弁を設ける必要を無くすことができる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明にかかる燃料噴射装置の構成を示す図。
【図２】インジェクタの構成について示す図。
【図３】（ａ）は、時間経過に対するコモンレール内の燃料圧力Ｐ３と、規定燃料圧力Ｐｂの関係について示す図。（ｂ）は、時間経過に対する制御室の燃料圧力Ｐ１、ノズル室の燃料圧力Ｐ２、ニードル弁の開弁圧力Ｐａの関係について示す図。
【図４】（ａ）は、通常時における時間経過に対する制御室の燃料圧力Ｐ１、ノズル室の燃料圧力Ｐ２の関係について示す図。（ｂ）は、同じく、長期保管等をしていた場合における圧力Ｐ１、Ｐ２の関係について示す図。
【符号の説明】
【００２４】
１    サプライポンプ
２    コモンレール
２ａ  ドレンポート
３    インジェクタ
４    コントローラ
５０  調圧手段
５１  電磁弁仕組
【図１】
2006083824.tif 000003
【図２】
2006083824.tif 000004
【図３】
2006083824.tif 000005
【図４】
2006083824.tif 000006